JPS59160783A - ソ−ナ−装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はソーナー装置、特に送信音響パルスを放射しこ
れに対応して得られる受信信号からソーナー目標に関す
る距離情報および方位情報ならびに振幅情報からなる映
像信号と、受信信号を可聴周波数に変換して得られる聴
音用音声信号とを出力し、これらの情報によシンーナー
目標の表示、聴音を行なうアクチプソーナー装置に関す
る。

アクチブソーナー装置は、送信レンジに対応する送信繰
返し周期で送信音響パルスを送信し、またほぼこの送信
繰返しの休止期間を受信期間として受信信号を入力しこ
れによってンーナー目標に関する情報を得ることはよく
知られている。

従来のこの種のソーナー装置においては、＝二；°−ン
ーナー目標のエコーを入 力する都度、このエコーからソーナー目標の距離情報お
よび方位情報ならびに振幅情報等全抽出し、これらｆ　
Ｃ’Ｒ’１１’　（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ
　）、あるいはｄＣ録器等の映像表示回路によりこれら
を映像信号として表示し°Ｃいる。

−また、通常、ソーナー装置ではンーナー目標からの受
信信号を可聴周波数に変換して得られる信号を聴音用音
声信号として利用し、この聴音用音声信号（以下オーデ
ィオ信号と呼ぶ）によりソーナー目標の聴廿認跣を図っ
ている。

しかしながら、上述した従来のこの釉のソーナー装置に
よるソーナー目標の情報出力については、エコーの映像
信号に利用する振幅情報（ケ別として、方位信号および
オーティ第１百号については次の如き問題がある。

すなわち、従来のソーナー装置による方位信号はソーナ
ー受信信号からエコーを検出するごとにこのエコーから
抽出した方位情報をそのま寸劇用し°Ｃおり、従って残
響レベルによる影響、あるいはソーナー装置とソーチー
目標間の相対的体勢変化、もしくは音波伝搬状態の時間
的変化等による影餐を受は易い。特に残置レベルＲが大
きい運用環境で信号レベルＳと残豐レベルＲとの比Ｓ、
４４が小さい場合にこの傾向が著しく、各送１Ｂ音管ハ
ルス放射ごとに得られる方位情報の変動が大きくなる。

また信号レベルＳと残響レベルＲとの周波数もほぼ等し
いのでフィルタ等による分離も国難でありこのためＣＲ
Ｔ等の映像面に表示するソーナー目標の信号が方位方向
にバラつく状体となり、てらにこのようなバラつきによ
って映像の身度も相対的に低下し信号を見逃してしまう
ことが多いという欠点がある。

また、従来のソーナー装置によるオーディオ信号は、受
１ｂ伯号をヘテロダイン回路等により人間の最も聴取し
易い８００　＝　１０００　）１ｚの周波数に変換した
ものをオリ用し°Ｃおり、ソーナー操作員はこのオーデ
ィオ信号の強度と周波数の違いによる音色の相違とによ
ってソーナー目標を聴音により識別し“でいる。

このオーディオ信号の音色を左右するものは受１占１６
号に今まれるソーナー目僚のドグラ絢ｖ数である。この
ドプラ周波数ｆＤは次の（１）式で示芒扛る。

ｆＤ　−２ｖ／Ｃ−ｆｏ　　　　　　　　　　・・・・
・・（１）（１）式においてＶはンーナー装置と目標間
の相対速１堤、Ｃは音波伝搬速度、ｆＯは送信音響パル
スのＪｈｔ波叙である。

（１）式からも明らかな如く、ドプラ周波数ｆＤは送１
１音菅パルスの周波数ｆｏと、ソーナー装置。

目標間の相対速度に比例して低くなり、たとえばｆＯ＝
２ＫＨｚ　、ｖ＝１　ｋｔ（ノット）のときにはｆＤは
約１．３８　Ｈｚと極めて小さいもので、ドプラ周波数
差による音色の違いによる聴音的なンーナー目標の認識
は不可能になっ〔しまうという欠点がある。

本発明の目的は上述した欠講を除去し、アクチブ込受伯
方式によるノーナー装置において、ソーナー目標の方位
情報の確度を著しく改善しかつ低ドプラ拘波数領域にお
けるオーディオ信号による聴音認識機能を大幅に向上は
せ、従ってノーナー検知鞘度を大幅に改畳しうるソーナ
ー装置を提供する°ことにある。

本発明の装置は、送信音響パルス葡放射しこれに対応し
て得られる受信信号からノーナー目標に関する距離情報
および方位情報ならびに振幅情報からなる映像信号と受
信信号を可聴周波数に変侠して得られる聴音用音声信号
とを出力するソーナー装置におい°Ｃ１予め特定するＮ
個の前記受信信号の方位情Ｗｅそれぞれ予め設定するサ
ンプリング周波数でサンプリングして得られる方位情報
サンプル値全それぞれ同一サンプルｊ−ごとのへ個ずつ
その平均値を算出する平均方位算出回路とｓ　ｆｅＪ記
受信信号を入力するごとに＠配送伯音響パルスの周波数
成分とドプラ周波数成分とを含む前記受信信号の有する
波形をレベルクリップにより予め設定するレベルの矩形
波に変換しこの矩形波に含まれる前記受伯信号胸波数の
奇数整数倍成分のうち予め特定する奇数整数倍成分のも
のヲ袖出しこれを予め設ボした可聴周波数と合成しＣ前
記聴音用音声信号を出力する音だ信号発生回路とを伽え
て構成される。

次に図面を参照して本発明Ｆｔ＋細に欣明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図に示す実施例は、位相検出回路ｌ、平均力位算出
回路２．切替回路３−１および３−２゜加算回路４．恢
波槓分回路５．音声周波数変侠回１！＋：＋６．音声１
６号光発生路７および音μ係号増幅回路８等ヲ侃えて構
成され、これらのうち平均方位ｐ出回路２および音声１
ｇ号発生回路７が本発明ＶＣか＼わる部分であり、他の
構成部分はこ扛と併記し°〔不す従来の方式による代表
的な構成回路で毛る。

第１図に不す失ＩＡｊｉ例においては、ソーナー裟隨は
スプリットビーム受１ｕ方式により受信を行な′う場合
を例としＣいるか、ソーナー装置による受信方式はこの
ようなスプリットビーム受信方式以外のどのような方式
によるものであっても差支えない。

さて、第１図において、スプリットビームを構成する右
’ｉ’ｌｂビームおよび左受信ビームを介しＣ得られる
右受信ビーム出力１０１−Ａおよび左党１６ヒーム出力
１０１−Ｂｆｌそれぞれ位相検出回路ｌおよび加算回路
４に供裕される。

゛このスプリットビーム受信方式にソーチー９’１６方
式のひとつとし°Ｃ近時よく九られＣおり、ソーナー装
置の送受波器の受波器′ｊ＆：＠成する複数の受漱器集
子の出力を整相して受阪全７７位に互り左右それぞれ等
しい受波指向特性を有する１組の受信ビーム、すなわち
スプリットビームを予め設定する複数形感し、これら被
数のスプリットビーム群を介し°Ｃ受信を行うものであ
り、ノーナー目標に　　。

向けたスプリットビームを形成する石、左２つの受信ビ
ームの共通範囲によって受１ｇした受信信号の相互相関
出力によっ°にれらふたつの受４Ｎビームによるソーナ
ー目標の位相着か得られ、さらにこの位相差を介し”〔
ソーナー目標の方位角か傅らｎるということもよく知ら
れＣいる。

位相検出回路１はこのようなスズリットビーム受信方式
によっ′Ｃ得られた受信信号からソーナー目標の方位情
報葡得る回路であり、スプリットビーム出力乗算回路、
相関槙分回路、四則演算回路および三角関数演算回路吟
全備え、入力する右受信ビーム１０１−Ａと左受信ビー
ム１０１−Ｂとを乗算したのちこれを相関積分回路に送
出し°Ｃ相関槙積分＃ｉＪ　Ｍｃ：２人力の相互相関出
力としたうえ、四則演算および三角＋１Ｊ！ｒＵ演算回
路等により次の如く方位惟訓７を得る。

丁なわち、右受信ビーム出力１０１−Ａおよび左９４Ｆ
Ａヒーム出力１０１−Ｊ＝１の位相をそれぞれφ、。

およびφＬとするとこれらふたつの９１Ｗヒーム出力金
相互相関して得られる相関出力の位相帰と上記φ８およ
びφ１との間にはよく知られる如く次の（２）式の陶係
が成立する。

φ肛＝　φ、−φ１　　　　　　　　・・・・・・（２
）ただしく１）式はφ□〉ψ１の場合に対応するもので
ある。また、スプリットビーム全肉けたソーナー目椋の
方位角をθとすると、θは次の（３）式によりＣＴ、さ
ｊＬることもまたよく知られている。

（７＝Ｓ１ｎ（λ（φ８−φＬ　）／　２　πｄ　）　
　　−（３）（３）式においてλは送信音智パルスの波
長、ｄはスプリットビーム金栴成する右、左党信ビーム
の中心位置間噛である。

位相検出回ｍｌは（２）　、　（３）式による運算を笑
施し、方位角θに対応する電圧レベルの出力信号を得て
これを方位信号１０２とし°Ｃ出力する。従来のソーナ
ー装置にあってはこれをそのまま表示回路（図示せず）
等に送出し方位ｔ′！￥報として利用しているが、前述
した相関積分回路の時定数はその出力信号、すなわち方
位信号１０２のレベルを方位角θの没化に対応させるた
め十分なたけ小さくとってあり、このため通常浅譬−ま
たは雑音による笈勤ｒ受は易くかつこの傾向はＳ／ル比
が小はいはど大きくなる。

力１回路４に送出された右受信ビーム出力１ｏ・１−Ａ
および左受信ビーム出力１０１−Ｂはこれによっ°ｉｎ
算処理を受け、これらふたつの入力を１畳し受信１８号
の像幅情報としＣの加具出力データ４０１を出力しこれ
を検波積分回路５．音声周波数変換回路６および音声（
ｉ号発生回路７にそれぞれ供給する。

検波積分回路５は、包絡線検波回路および積分回路等ケ
備え、加算出力データ４０１を入力するごとに包絡線検
波したのちこれを送信材智パルスのパルス幅にほぼ等し
い時短数ｒ有する積分（ロ）路に人力Ｌ−Ｃ槓分したの
ち振幅情報およ６距り情報を含む表示情報としてのビデ
オ信号とし“Ｃ出力ライン５００１を介して表示回路等
に送出する。

音声周波数変換回路６は、入力した加算出力データ４０
１を次のように処理してこの入力からオーディオ信号６
０１を得”Ｃいる。

すなわち、音声周波数変換回路６は周波数ミクサ回路＄
を軸え、加算出力データ４０１を入力するとこれと予め
設定する周波数の局部発振１８号とを混合するヘテロダ
イン周波数変換方式により可聴周波数のオーディオ信号
６０１を出力する。入力する加算出力データ４０１がエ
コーを含むときは、ドプラ周波数ｆＤを帯びた送信音智
パルスの丞本胸波数ｆｏｋ有す＠エコー成分と、この基
本周波数ｆ、にほぼ等しい周波数成分子Ｒを有する炊曽
成分とを主賛周仮数成分とし、このほかに周波数成分と
し°Ｃは時間的にランダムな分布を有する雑音が含まれ
る。従って予め設定する可聴周波数をｆＡとするとき、
（ｆｏ−ｆＡ）を局部発振偏光の周波数として周波数ミ
クサ回路に入力しこ−れと前述した加算出力データ４０
１と全周波数混合することにより出力周波数成分とし°
ｒ　（ｆＡ＋ｆＤ）が得られる。本実施例の場合はｆＡ
を８００Ｈｚに設定しており、これによりオーディオ信
号６０１は８００Ｈ２がドプラ周波数ｆＤだけ周波数偏
移されたものとし°Ｃ出力きれ、このオーディオ信号６
０１ば聴音回路（図示せず）に′送出され方位信号デー
タ１０２２よび検波積分回路５から出力するビデオ信号
５００１とともにソーナー目標のｋｋに利用される。

なお、ドプラ周波数ｆＤはソーナー目標とソーナー装置
との相対運動の状態によって数値的には可聴周波数ｆ　
にプラスもしくにマイナスのいずｎかで加算されるよう
にｆＡに対する周波数偏移を与える。ノーナー目標とソ
ーナー装置との距離が犬となっ°Ｃいく場合に発生する
、いわ費る離隔ドア゛うの場合にはドプラ周波数ｆＤは
マイナスとし°Ｃ可聡周ｅ、数ｆＡに加算され、距離が
ホブくなっていく場合に発生する、いわゆる近接ドプラ
の場合にはドプラ周波数ｆＤはプラスとして可聴周波数
ＩＡに刀■算される。

以上は従来のソーナー装置による方位信号、ビデオ信号
およびオーディオ信号出力発生の一般的な手段であるが
、このような従来の方法において得られる方位信号およ
びオーディオ信号にはそれぞれＯｆ］述したような欠点
がある。

そこで本実施例においてはこれら従来の回路に加え°Ｃ
平均方位算出回路２と音声信号発生回路７と金備えＣ上
述した欠点を次のように除去している。

平均方位算出回路２は、メモリ回路２１および平均値演
９回ｔｋ６２２を備えて構成され、メモリ回路２１は位
相検出回路１から入力する方位信号１０２を予め特定す
るＮ個ずつ、システムパスライン１００１ｔｌ−介して
受けるシステム制御プログラムの匍」御のもとにこれを
内蔵Ａ／Ｄコンバータを介して次次にメモリにストアす
る。内ＱＡ／ｌ）コンバータは予め設定する周期忙もつ
サンプリング周波数で方位信号１０２をサンプリングし
、従っ−ＣＮ個の万位信号１０２はすべ°Ｃ同じす／フ
ンレ数のデジタル駕としてメモリにストアされる。また
Ｎ個の方位信号１０２は、送信前書パルスに対応して得
られるＮ個の受１ど信号、本実施例の場合はそれぞれ前
述したスプリットビームの右党伯ビーム信号１ｏ１−Ａ
ｌ左受侶ビーム伯号１０１−ＢＫ対応しＣ４られるもの
である。

第２図は、第１図の実施例における方位信号の内容をボ
す方位信号物性図（５）およびその平均方位信号特性図
（Ｂ）である。

以下弗２図を診照しながら第１図の実施例における方位
算出回路２の動作を説明する。

メモリ回路２１に入力するＮ個の方位イぎ号１０２は第
２図（５）に示す如（、Ｎ回の送１６音智パルス放射に
対応するＮ個の受信信号から次次に得られる方位１６号
８１　＋　”２＋−−−−−８Ｎとして入力される。

これらの方位信号は送信音響パルスの送波ビームの中心
方位ｆ：０としこの中心方位の右および左μりの力位角
をそれぞれこれらの方位角に対応する電圧レベル＋ψお
よび一ψで表すと、距離レンジに対応する受信時間にわ
たって雑音を含む残瞥万位信号ａおよびエコ一方位信号
Ｅがそれぞれ送波ビーム中心から右もしくは左廻りにず
れた方位角の大きさに対応する＋ψもしくは−ψの電圧
レベルとし′Ｃ得られ、エコ一方位信号Ｅは送信前書ノ
クルス幅およびソーナー目標の体勢等によって決定され
る時間にわたって映像信号とともに受信信号から抽出さ
れるが、これら方位信号は通常、残響および雑音の形番
等により時間ｔとともにレベルが変化しつつ得られる。

このような方位信号Ｓ　Ｉ　＋、　８２　＊　−−−−
−ＳＮはそれぞれメモリ回路２１の内ＭＡ／Ｄコンノく
一夕を介し゛Ｃ同一のサイプリング周波数、すなわちサ
ンプリング周期でサンプリングされ、サンプリング周期
ｔｏごとのサンプルとしてデジタル化されメモリにスト
アされる。たとえは、エコ一方位・情報Ｅの１部は第２
図（５）に示す如くサンプリング周期ｔｏに対応する方
位ｔ％％サンプルとし′Ｃストアされる。

位相検出回路１から出力する方位信号１０２に−ｉすれ
るこのようなエコ一方位情報Ｅｒｉ、、ソーナー装置の
通ｎの運用条件のもとでは、一度工ｄ−が捕捉されると
ほぼ同じ時間もしくは大幅には時間差のない状態で継続
して捕捉され易くなり、またソーナー目標とソーナー装
置との相対位置関係も次次に一定状態に近づき従って低
ドプラ領域に移行し易くなるのが一般的に展開される状
態である。

一方、第２図（５）にボテエコ一方位情報Ｅ以外は主と
して雑音を含む残響方位情％ａでありこれらほすべ°Ｃ
時間的にも友釣にもランダムに発生する。

いま、サンプリング周期１ｏごとに得られる第２図囚に
おける方位信号Ｓ、、５２−−−８Ｎの各サンプル値を
それぞれサンプリング類に対応させ゛〔刀ＯＸしこれを
Ｎで除してそれぞれの平均値を得る次の（４）式に示す
演算を東口すると、この結果は残響成分とエコー成分と
では本質的に異り、ランダム性を有する残響成分の方位
信号の平均値はほぼ０となり、またエコー成分の方位信
号は平均値化によっ°Ｃ極め゛Ｃ変動が少ないものとな
る。

Φ（ｔｏ）＝悶」□φｎ（ｔｏ）　　　　・・・・・・
（４）（４７式におい゛〔φｎ（１，）は、方位信号の
ｎ査目のサンプルでありΦ（ｔｏ）ｒｉこれらサンプル
の方位信号Ｓ１，５２−−−−Ｓ　ＮのＮ個分の平均値
を示す。

メモリ回路２１は、システムパスライン１００１を介し
て受けるシステム制御プログラムの制御のもとに、スト
アしである第２図（５）の方位信号δ１゜Ｓ、、−−−
−８Ｎの谷サンプル値を次次に続出しローカルパスライ
ン２１１を介してこれを平均値演算回路２２に供給する
。

平均値演算回路２２は、入力した上記方位情報データの
サンプル値を、システムパスライン１００１を介１．．
　°Ｃ受けるシステムプログラムの制御のもとに方位信
号Ｓｌ、８．−−−−８Ｎの同一サンプリング類ごとに
第（４）式に示す演算を実行してそれぞれの平均方位信
号２０１として切替回路３−１に送出する。

第２図（Ｂ）はこのようにし°Ｃ４られた平均方位信号
％上図である。平均値演算の結果、雑音を含む平均残響
方位信号ａ′は時間的にランダム性を有するため方位情
報がほぼ零レベルとなり、またエコーによるエコー平均
方位信号Ｅ′は送悟音瞥パルス幅およびソーナー目標の
体勢等に対応する時間、はぼ一定のレベルの方位情報と
して提供きしる。

切替回路３−１はアナログケート回路、リレー回路等を
備えソーナー装置の操作制御コンソール（図示せず）等
を介して受ける動作モード信号１００２によっ°Ｃ入力
する平均方位１ｂ号２０１、もしくは方位信号１０２の
いずれかｔ切替えて出力ライン３００１を介し°Ｃｆｉ
示回路の有するＣＲＴの水平、垂直偏向（ロ）路に入力
し、これら水平および垂＠偏向回路を介してＣＢ、Ｔに
表示されるビデオ信号５００１の方位を平均方位１６号
２０１によっ°Ｃ示される＋ψ、もしくは−ψに対応す
る方位角に合致させるように水平、垂直偏向鼠葡補正せ
しめる。このようにしＣビテオ信号５ｏｏ１ｒはぼ一足
の１１ヲ有する平均方位信号に合致して光示せしめるこ
とにより通當方位信号のバラつきに対応し°Ｃ分散きれ
る映像信号の表示方位勿はぼ真値に近いものに来約し゛
Ｃビテオ情号の表示レベル、従っ°Ｃ衣示綽度ケ尚め確
度の尚い表示とすることができる。

なお、第２図に示す時間ｌ１ｌｏはンーナー装置の距離
レンジに対応するように決短場れるものであり、従って
＠２図に示す位相情報もそれぞれ距離レンジに対応する
距離情報も併せもっこいることは明らかである。

第３図は第２図の方位信号の光示の一例を示す方位（Ｍ
号表不図である。

第３図（８）は従来の方位１６号表示図で第２図四の方
位信号ＳＩに対応するものであり第３図（Ｂ）は第２図
（均の半均方位信号光示図である。

円形のＣ）ＬＴ寺の映保表示向の１部Ｐには中心点０か
ら映像衣示面の周辺に向けて第３図（Ｎにおいでは第２
図（５）の８１に示す方位信号に対応する映像が、また
第３図（Ｂ）においては第２図Φ）に示す方位信号に対
応する映像か表示されているが、方位信号？］ｌ−受信
信号入力の都度そのまま表示する第３図（５）の場合は
方位信号には雑音を含む残響方位信号ａが比較的尚レベ
ルで現われ、またエコ一方位情報Ｅもこれら残瞥、帷音
等による変動が時間的にラン４に現れ、この傾向はＳ／
ｌ（、Ｓ／Ｎ比が小さくなるほど顕著になる。

第２図（５）に示す他の方位信号の衣かも基本的にこの
第３図（５）に示すものと同じような傾向を有する。

これに反し、第３図（Ｂ）に示す第２図（Ｂ）に対応す
る不実施例の平均方位信号表示では、雑音を含む平均残
書方位情ｈａ’は平均化によってそのレベルは大幅に低
下してほぼ零レベルになるとともにエコー平均方位情報
Ｅ′は変動が大幅に抑圧されてほぼ一足の値會もつもの
として表示されるようになる。

一、Ａ’Ｃ，加算回路４から出力する加算出力テーク４
０１は音声信号発生回路７にも送出される。

音声信号発生回路７は、クリッパ回路７１．ＢＰ　ｋ’
　（Ｂａｎｄ　Ｐａ５ｓ　ＦｉｌＺｔｅｒ　）　７２お
よび音声坂。

波数変換回路７３等を伽えて構成される。

クリッパ回路７１は、加算出力テーク４０１を受信する
ごとにこれを制限増幅によりレベルクリップし、この加
算出力に含まれる被形を予め設定するレベルの矩形成に
変換する。

前述した如く、加算出力４０１には送伯音臀ノ＜ルス基
本周波数ｆｏにほぼ等しい残書絢波数ｆＲ１それにエコ
ーが入力するときには基本周波ｉｆ。

がドプラ周波数ｆｐ　’ｆ：含んで存在し、従って周波
成分はほぼ（ｆｏ＋ｆＤ）と見做しうる。

エコーが存在するとき、クリッパ回路７１から出力され
るクリッパ出カフ１１は、上述した矩形波変侠によって
周波数成分としてはｆｏ＋ｆＤを基本庵波数成分としこ
の整数奇数倍の周波数成分、すなわち３（ｆｏ＋ｆ１．
）、５（ｆｏ＋ｆＤ）、−−−−−（２ｎ＋１　）（ｆ
ｎ＋ｆＯ）を含むものとして出力される。

Ｂ　Ｐ　Ｆ　７２は、これら（ｆＯ，＋　ｆ　Ｄ　）の
整数奇数倍周波数成分のうち予め％足する任意の整数奇
数倍周波数成分のもの、本実施例にあっては５（ｆ。

＋ｆＤ　）を中心周波数としかつ基本周数数ｆｏの帝域
幅Ｂｗｏの５倍５Ｂｗｏｆ：ｓ堆帝域として構成さ扛た
バンドパスフィルタであり、従ってＢＰｋ゛出カフ２１
は周波数成分が５（ｆｏ＋ｆＤ）のものが出力される。

このＢＰＦ出カフ２１は次に音声周波ｉｅ変換回路７３
に送出され、局部発振崗波数（５ｆｏ　　ｆＡ）と周波
数混合回路で周波数ばクンングされ、いわゆるヘテロダ
イン筒波数変侠により出力８波数成分として（ｆＡ＋５
ｆＤ）の音声信号７３１を出力する。上述したｆＡは音
声周波数変換回路６の局部発振胸波数（ｆｏ＋ｆＡ）に
おけるｆＡと同一周波数であり、本実施例の場合は前述
し７’（如く可聴周波数としての８ＱＱＨｚｔ−利用し
ている。

従って、音声信号７３１は、８００）ｉｚのｆＡにドプ
ラ周波数ｆＤの５倍の５ｆＤが靜隔ドプラもしくは近接
ドプラに対応してそれぞｎ止もしくは負の賞として加算
重畳されるものとなり、たとえば１１」述した例の如く
、送伯音書パルスの基本周波数ｆｏか２　Ｋ　Ｈｚとし
、ソーナー装置とノーチー目標間の相対速度が１ノツト
のとき５ｆＤは約６、９　）１　ｚとなっ−ｒ８ＱＱＨ
２のｆＡＫ１畳されたものとなり、この拡大ドプラ周波
数の１．畳による音色の相違は通常のソーナー操作者に
とっ°Ｃも充分弁別しＣ聴音認識できるものであり、ま
たこのような拡大ドプラ周波ｖＫ変換することによっ°
Ｃ喘に低８／ｌ−Ｌ　、Ｓ／Ｎ比の運用環境や低ドプラ
周波数状塵での聴音認識機能か大幅に拡大されることと
なる。また、人間の聴音特性は同−尚波数のレベル差に
よる音源の分離認識よりも周波数差、すなわち音色の差
を利用する方が分離認識能力か筒いことケ考えると、こ
のような拡大ドプラ周波数の利用が惨めで幼果的である
といえる。

音％Ｉ信号７３１は、音声周数数変換回路６から出力さ
れるオーディオ信号６０１とともに切替回路３−２に人
力爆れる。

切替回路３−２は切替回路３−１とほぼ同一め内′＠を
有し、制御ライン１００２を介して受ける動作モード制
御信号の制御のもとにこれら２人力のいずれかを出力ラ
イン３２１’５介しＣ音？信号増幅回路８に送出する。

音声信号発生回路８はこのようにして供給きれた入力を
所定のレベルまで増幅しこれをオーディオ信号として出
力ライン８００１．ｅ介して聴音回路（図示せず）に出
力する。

このようにしＣ％従来のソーナー装置に比し確度の高い
方位信号を出力するとともに拡大ドプラ周波数Ｎ畳によ
るオーディオ信号を出力することが可能となり、ソーナ
ー装置によるンーナー目標の方位判定および聴で認識機
能、特に低Ｓ／）ｌ。

Ｓ／Ｎ比および低ドプラ周波数状態での運用におけるこ
ヰらの機能を大幅に改香しうろこととなる。

特に低ドプラ周波数状塵におけるンーナー装置の運用は
、ソーナー装置によってソーナー目標が捕捉され、この
あとソーナー装置による探知が継続される、いわゆるソ
ーナー目標保持期間しはしは発生する運用状態であり上
述した手段によっ”Ｃ特にこの期間の方位認識確度牧舎
と聴音認識機能の拡大はソーナーめ探知性能を大幅に向
上させるものである。

本発明は、ソーナー装置における方位情報出力回路に対
し“Ｃ１予め特定するＮ個ずつの受信へ号に対応する方
位情報をそれぞれ予め設定するサンプリング周波数でサ
ンプリングしこれによって得られるサンプル値のサンプ
リング順の平均値をとっ゛にれを平均方位情報として出
力する手、段を並用させ、またドプラ周波数を整数奇数
倍に拡大しＣ聴音用のオーディオ信号に利用するという
手段金オーディオ信号出力回路に並用させて受信信号か
ら方位信号とオーディオ信号を得ることを図った点に基
本的特徴を有するものであり、第１図に示す本発明の実
施例の変形もａ＋種考えられる。

たとえば、第１図に示す音声信号発生回路７によっ°Ｃ
実施するドプラ周波数の拡大は本実施例においては受信
したエコーの含む基本ドプラ周波数の５倍としているが
、これは他の任意の整数奇数倍のものとしても全く同様
に実施しうろことは明らかである。

また、第１図に示す平均方位舞−出回路２および音声信
号発生回路７は、これらを従来の方位信号出力回路およ
びオーディオ信号出力回路とそれぞれ併用することも、
またノーナー装置の運用条件に応じていずれか一方のみ
を第１」用することなどもシステムプログラムの変更前
に記って容易に実施しうろことも明らかである。

さらに第１凶の実施例で１は、受信信号はスプリット受
信方式によって取得するものとしでいるが、これは他の
任意の受領方式によって取得したものとしてもほぼ同様
に実施しうることは明らかであり、以上は丁べて本発明
の主旨を損うことなく容易に実施しうるものである。

以上読切した如く本発明によれは、ソーナー装置におい
て、予め特定するＮ個ずつの受信信号に対応する方位情
報をそれぞれ予め設定するサンプリング周仮数でサンプ
リング（−１これらをそれぞれサンプリング周波数ごと
に平均１直をとっ゛Ｃ出力してこれを方位信号としてオ
リ用するとともに、また受信信号に言まれるエコーのド
プラ周波数を整数金数倍に拡大しＣ予め設定する可聴周
波数に１畳せしめたものをオーティオ偏光として利用す
るという手段を従来の方位およびオーディオ信号出力回
路に並置せしめて受信ＱＨ号の処理全図ることにより、
方位算出確度と聴音認識範囲とをそれそ汀大幅に改菩、
拡大し、鳴に低δ／Ｒ、Ｓ／Ｎ比かつ低ドプラ周波数運
用状態におけるこれら機能を著しく向上させ、従って探
知能力全大幅に改善しつるソーナー装置が実現できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

車１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
５）は第１図の実か１１例における方位信号サンプリン
グ特性図、第２図（均ｖｉ第２図囚の平均力位信号特性
図、第３図（８）および（Ｈ）は第２図（８）および（
Ｈ）における方位１８号の表示の一例を示す方位信号衣
示図である。 １・・・・・・位相検出回路、２・・・・・・平均方位
異出回路、３−１．３−２・・・・・・切替回路、４・
・・・・・加算回路、５・・・・・・株波槓分回路、６
．７３・・・・・・音声周波数変換回路、７・・・・・
・音ル偏光発生回路、８・・・・・・音声信号増幅［ｇ
ｌ路、２１・・・・・・メモリ回路、２２・・・・・・
平均値演舞９回路、７１・・・・・・クリッパ凹陥、７
２・・・・・・ＢｒＦ３ Ｘ−パ （８） 第２１２Ｉ （Ａ） 第３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信音響パルスを放射しこれに対応して得られる受信信
   号からソーナー目標に関する距離情報および方位情報な
   らびに振幅情報からなる映像信号と受信信号を可聴周波
   数に変換して得られる聴音用音声信号とを出力するソー
   ナー装置において、予め特定するＮ個の前記受信′信号
   の方位情報をそれぞれ予め設定するサンプリング周波数
   でサンプリングして得られる方位情報サンプル値をそれ
   ぞれ同一サンプル順ごとのＮ個ずつその平均値を算出す
   る平均方位算出回路と、前記受信信号を入力するごとに
   前記送信音響パルスの周波数成分とドプラ周波数成分と
   を含む前記受信信号の有する波形をレベルクリップによ
   シ予め設定するレベルの矩形波に変換しこの矩形波に含
   まれる前記受信信号周波数の奇数整数倍成分のうち予め
   特定する奇数整数倍成分のものを抽出しこれを予め設定
   した可聴周波数と合成して前記聴音用音声信号を出力す
   る音声信号発生回路とを備えて成ることを特徴とするン
   ーナー装置。